حمض الفلورانتيمونيك : التركيب الكيميائي - الحامضية - التفاعلات

حمض الفلورانتيمونيك

حمض الفلورانتيمونيكFluoroantimonic acid  وهو حمض قوي مكون من فلوريد الهيدروجين وخماسي فلوريد الأنتيمون ، يحتوي على كاتيونات وأنيونات مختلفة.

يعتبر حمض الفلورانتيمونيك من اقوى المواد حامضية حيث يكون شديد الحموضة ، يمكن أن تكون حامضيتة أقوى بمليار مرة من حمض الكبريتيك النقي بنسبة 100٪ ، اعتمادًا على نسبة مكوناتها. لقد ثبت أن هذا الحمض ينتج بروتونات لتوفير الكربوهيدرات الخماسية (أيونات الكربون). يجب توخي الحذر الشديد عند التعامل مع حمض الفلوروأنتيمونيك. لأنه مادة أكالة من الدرجة الأولى ، ولكن يمكن تخزينه في حاويات مبطنة بـ PTFE (تفلون).

تم عزله لأول مرة من قبل هنري مويسان في عام 1886.

التركيب الكيميائي

ينتج عن تفاعل إنتاج حمض الفلوروأنتيمون في تكوين أيون الفلورونيوم كنوع رئيسي في حالة التوازن.

ومع ذلك ، فإن انتواع "حمض الفلورانتيمونيك" معقد ، ويتكون من خليط من البروتونات المذابة على سبيل المثال الفلورايد.

ويمكن اعتبار الصيغة [H₂F]⁺SbF₆^– هي تقريب مناسب ولكنهت مبسطه مقارنة للتركيب الحقيقي. ومع ذلك ، فإن الحموضة الشديدة لهذا الخليط تتجلى من ضعف قدرة قبول البروتون بشكل استثنائي للأنواع الموجودة في المحلول.

التركيب الكيميائي لـ H2F + SbF6- (حمض الفلوروانتيمونيك).

الحامضية

حمض الفلوروأنتيمونيك هو أقوى حامض موجود في وقتنا هذا، بناءً على القيمة المقاسة لوظيفة حموضة هاميت (H0) ، والتي تم تحديدها لنسب مختلفة من HF: SbF5.  تظهر قيم H0 التالية أن حمض الفلوروأنتيمون أقوى بكثير من الأحماض الفائقة الأخرى. يشار إلى زيادة الحموضة بقيم أصغر (في هذه الحالة ، أكثر سلبية) لـ H0.

• Fluoroantimonic acid (−23 < H₀ < −21)
• Magic acid (H₀ = −19.2)
• Carborane acid (H₀ < −18)
• Fluorosulfuric acid (H₀ = −15.1)
• Triflic acid (H₀ = −14.9)

من بين ما سبق ، فقط أحماض الكربوران ، التي لا يمكن تحديد H0 الخاص بها بشكل مباشر بسبب نقاط انصهارها العالية ، قد تكون أحماض أقوى من حمض الفلوروأنتيمونيك.

التفاعلات

يتحلل حمض الفلورانتيمونيك حراريًا عند تسخينه ، ويولد غاز فلوريد الهيدروجين الحر وخماسي فلوريد الأنتيمون السائل. عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى 40 درجة مئوية ، سيطلق حمض الفلورو أنسيمونيك HF في الطور الغازي. يمكن استرداد سائل خماسي فلوريد الأنتيمون من حمض الفلوروأنتيمون عن طريق تسخين وإطلاق HF في الطور الغازي.

التطبيقات

من فائدة هذا الحمض القوي للغاية إعطاء بروتونات لجميع المركبات العضوية تقريبًا ، مما يؤدي غالبًا إلى نزع الهيدروجين أو الجفاف.

كما أنها تستخدم في صناعة مركبات الذهب التيتراكسينون.

سلامة المادة

يعتبر هذا الحامض مادة شديدة التآكل وسامة وحساسة للرطوبة. كما هو الحال مع معظم الأحماض القوية ، يمكن أن يتفاعل حمض الفلوروأنتيمونيك بقوة مع الماء بسبب التفاعل القوي الباعث للحرارة. يعد تسخين حمض الفلوروأنتيمونيك أمرًا خطيرًا أيضًا ، حيث يتحلل إلى غاز فلور سام.  يجب ارتداء معدات السلامة في جميع الأوقات عند التعامل مع هذه المادة المسببة للتآكل ، حيث يمكن لحمض الفلورو أنسيمونيك أن يسبب تأكل اللحم المكشوف وصولاً إلى العظم بينما يتفاعل بقوة مع الماء الموجود في الخلايا البشرية.

المصادر

1.       Olah, G. A. (2001). A Life of Magic Chemistry: Autobiographical Reflections of a Nobel Prize Winner. John Wiley and Sons. pp. 100–101. ISBN 978-0-471-15743-4.

2.      Esteves, Pierre M.; Ramírez-Solís, Alejandro; Mota, Claudio J. A. (March 2002). "The Nature of Superacid Electrophilic Species in HF/SbF5: A Density Functional Theory Study". Journal of the American Chemical Society. 124 (11): 2672–2677. doi:10.1021/ja011151k. ISSN 0002-7863. PMID 11890818.

3.      Klein, Michael L. (October 25, 2000). "Getting the Jump on Superacids" (PDF). Pittsburgh Supercomputing Center (PSC). Archived from the original (PDF) on May 31, 2012. Retrieved 2012-04-15.

4.      Superacid chemistry. Olah, George A. (George Andrew), 1927–2017., Olah, George A. (George Andrew), 1927–2017. (2nd ed.). Hoboken, N.J.: Wiley. 2009. ISBN 9780470421543. OCLC 391334955.

5.      Olah, G. A. (2005). "Crossing Conventional Boundaries in Half a Century of Research". Journal of Organic Chemistry. 70 (7): 2413–2429. doi:10.1021/jo040285o. PMID 15787527.

6.      In ref. 2 (2005), Olah estimates that HF-SbF5 may reach H0 values as low as –28. On the other hand, in ref. 1 (2009), Olah cites one method that estimated H0 values down to –27 for FSO3H-SbF5 at 90% SbF5, but indicates that more reliable experimentally determined equilibrium constants do not support H0 values lower than about –24 for either magic acid or fluoroantimonic acid.

7.      Gillespie, R. J.; Peel, T. E. (1973-08-01). "Hammett acidity function for some superacid systems. II. Systems sulfuric acid-[fsa], potassium fluorosulfate-[fsa], [fsa]-sulfur trioxide, [fsa]-arsenic pentafluoride, [sfa]-antimony pentafluoride and [fsa]-antimony pentafluoride-sulfur trioxide". Journal of the American Chemical Society. 95 (16): 5173–5178. doi:10.1021/ja00797a013. ISSN 0002-7863.